Геотермальная энергетика

1.

Геотермальная
энергетика

2.

– направление
энергетики, основанное на использовании
тепловой энергии недр Земли для
производства электрической энергии на
геотермальных электростанциях (ГеоТЭС),
для непосредственного отопления или
горячего водоснабжения.

3.

Существует несколько видов ГеоТЭС. В зависимости
от применяемой рабочей схемы и конструктивных
особенностей выделяют ГеоТЭС ● на сухом паре
(прямого типа), ● на парогидротермах (непрямого
типа) и ● бинарные геотермальные электростанции.
Оптимальный выбор типа ГеоТЭС главным образом
зависит от характеристик, структуры и глубины
залегания геотермальных пластов в месте её
предполагаемого размещения.
Рассмотрим
принцип
работы
устроенных
относительно просто ГеоТЭС прямого и непрямого
типа.

4.

Геотермальная станция прямого типа (на сухом паре)
Сухой пар для вращения турбины
поступает напрямую из геотермального
резервуара, на пути проходя процесс
очистки. Очищенный пар поступает в
камеру турбины, начинает её вращать. Вал
турбины соединён с ротором генератора
электрического тока, поэтому при
вращении вала вращается и
электромагнит на роторе. Создаваемое
им электромагнитное поле становится
подвижным относительно электромагнита
на статоре, за счёт чего возникает
переменный индукционный ток.
Использованный пар проходит через
конденсатор, переходит в жидкое
состояние, часть конденсата возвращается
в резервуар, где вода снова нагревается
до высоких температур, посредством
нагнетательной скважины, а другая часть –
направляется в градирню.

5.

Использование геотермальных
резервуаров с широким
диапазоном температур
Возможность использовать
лишь неглубоко залегающие
геотермальные резервуары
На станциях обеспечивается
наиболее надёжный контроль
давления пара, нежели в
более сложных современных
ГеоТЭC
Необходимость в достаточно
развитой очистной системе,
которая включает
камнеуловитель для
блокировки крупных осколков
твёрдых пород, центробежный
сепаратор (удаляет конденсат
и малые элементы породы),
дренаж для сбора конденсата
по всей протяжённости
рабочих трубопроводов, а
также жидкостный фильтр
тонкой очистки для
окончательного удаления
посторонних частиц

6.

Геотермальная станция непрямого типа (на парогидротермах)
Геотермальные станции на
парогидротермах (непрямого типа)
сегодня применяются наиболее
широко (до 2/3 всех
электрогенерирующих мощностей).
Перегретая вода подаётся с большой
глубины под избыточным давлением,
которое препятствует её «закипанию»
по пути. При уменьшении давления (в
сепараторе) образуется пар, который
направляется в турбину. Оставшаяся
же горячая вода может быть ещё дватри раза использована для
парообразования при
последовательно уменьшающихся
давлении и температуре.

7.

Схема работы позволяет наиболее
эффективно использовать тепловую
энергию геотермального потока
Станции непрямого типа
предназначены для работы только с
высокотемпературными источниками
геотермальной энергии (170-260 °С)
Улучшенный принцип работы
сопровождается усложнением (а
значит, удорожанием) конструкции,
которая должна быть тонко настроена
на определённые термобарические
условия резервуара
Бурение глубоких скважин занимает
больше времени и требует применения
специальных термоустойчивых материалов
и технологий, что чревато увеличением
сроков ввода станции в эксплуатацию и
расходов на её сооружение

8.

Температура поверхности твёрдого
ядра Земли на глубине около 5100 км
равна примерно 6000 °C. При
приближении к земной коре
температура постепенно снижается.
Температура (ᵒС)